高速铁道技术论文范文

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2课程结构实施安排

对于高职人才的培养目标，其实现的根本是依靠课程教学，其中合理、科学的课程结构是目前专业标准制定的核心，这一核心也是保证质量的标准，第一步就是对高铁专业的岗位群进行全面的调研，并针对高铁专业比较重要部门的职业能力要求，进一步分析岗位的工作特性以及工作任务，确定职业教育的领域范围，分析出相对应的应知领域，从这些方面分析出教育的大体规律，科学合理地进行课程的设置，以此在学习领域实施安排，体现高速铁道技术专业的特色。对于学习领域的课程结构设置，我们分为三个方面：公共学习领域、专业学习领域、素质拓展。其中能够突出专业学习针对性的是专业拓展学习领域。

2.1公共学习领域

第一，公共学习领域包括的课程范围是比较广的，主要课程有思想道德修养与法律基础、应用文写作、思想与中国特色社会主义理论体系概论、大学英语、计算机基础等。第二，专项素质学习领域主要是针对宏观的方面进行的学习，它所包含的课程有入学教育、安全教育、国防教育、军事理论、毕业教育以及大学生的职业发展与就业指导。

2.2专业学习领域

第一，专业基础学习领域包括工程力学应用、工程测量技术、工程识图与CAD、土木工程材料试验与检测、高速铁路精密测量、工程土质与土工试验。第二，专业拓展学习领域包括专业英语、工务模块、高速铁路工务维护、施工技术资料管理实务、工务安全应急管理、工务管理、铁路施工临时结构检算。第三，专业核心学习领域包括高速铁路隧道施工与维护、高速铁路路基施工与维护、高速铁路工程施工组织与预算、高速铁路轨道施工与维护、高速铁路桥梁施工与维护。第四，专业实训学习领域包括高速铁路施工实训、铁道概论、土工实训、概预算实训、毕业设计、高速铁路工务实训、新技术新工艺讲座。

2.3素质拓展领域

我们通过校园文化活动、科技技能活动、社会实践以及志愿服务活动来锻炼学生的交流创新能力、学生的组织能力和团队协作能力，素质拓展教育的目的是为了促进学生的综合素质的提高，使学生能够在各个领域全面发展，成为一个德才兼备、视野开阔、脚踏实地的人。

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Abstract: This paper analyzes the technical requirements of high speed flow when the pantograph on catenary wire fork, combined with Zhengxi high-speed rail, analyzed the pantograph contact net group of cross line turnout design parameters, through the daily operation and repair work specific situation discussed the three groups showed no cross fork, main control points check measurement method, operation and maintenance technology.

Key words: high-speed rail; catenary; no cross crossing design; maintenance;

中图分类号：TM922.5文献标识码：A 文章编号：

1.前言

无交叉线岔可保证机车从正线高速通过，所以它的设计与运营维护是保证接触网高速运行的重要条件。本论文以徐兰客运专线郑西线为例，探讨三组无交叉线岔设计与维护过程的关键点：

徐兰客运专线郑西线是我国一条全线设计时速350Km/h的国产电气化客运专线。为确保动车组从正线上高速通过道岔时,受电弓在任何情况下均不与侧线的接触线相接触,动车组从侧线进入正线或从正线进入侧线时,受电弓能从侧线与正线接触线之间实现平稳过渡,不发生刮弓现象,在郑西线的站场侧线与正线相连的60kg/m钢轨1/41号高速单开道岔(简称41号道岔)采用三支无交叉线岔。经铁道部网检车和综合检测车现场检测,三支无交叉线岔符合高铁设计要求。 研究三支无交叉线岔的运营维护，对掌握高铁运行安全有着重要意义。

2.高速弓网受流对三支无交叉线岔的技术要求

2.1空间几何参数

2.1.1线岔的导高

动车组通过三支无交叉线岔时，受电弓始终保持与线岔的两支接触，这就对线岔处的三支导线的导高提出一个新的要求，始终要保持两支导线的平顺性，这才能保证列车高速通过时弓网的正常取流。

2.1.2线岔的拉出值

在三支无交叉线岔处,因要考虑到受电弓的有效工作宽度和受电弓在线岔处的水平晃动量等因素,所以对三支无交叉线岔每一点处每一支的拉出值的大小都有一个新的要求,防止受电弓通过线岔时导致因拉出值的不合适引起钻弓/打弓故障的发生

2.2 弓网动态接触力

弓网动态接触力一般按一个跨距为分析单位，分析参数有：最大值、最小值、平均值和标准偏差。各参数评判标准为：

最大值：Fmax=Fm+3ó（N）；

最小值：Fmin=20（N）；

平均值：Fm≤0.00097V2+70(N)；

标准偏差：ó≤0.3*Fm（N）

在双弓最小间距为160m的运行条件下,修正后的弓网间平均接触压力应低于图1的规定,最小接触压力应为正值,最大接触压力应低于300N,接触力标准偏差应不大于0.3Fm。因此线岔处的接触压力也要满足此条件。

图1 平均接触压力与速度关系曲线图

2.3抬升量

线岔悬挂点处接触线的抬升应符合EN50119（2001）的规定。正常运行时，最大跨距悬挂点处接触线计算和验证的抬升量不大于100mm；悬挂点处定位器自由抬升的设计范围至少应为计算抬升值的2倍。

综上所述，高速弓网受流系统对线岔的技术要求特别高，不仅从接触网的基本技术参数如导高拉出值等方面来评价弓网受流，还从接触力、抬升量等方面对高速铁路的线岔的技术提出了更高的要求。

3.郑西高铁受电弓与41号道岔结特征

3.1受电弓的基本技术参数

受电弓动态包络线：直线段左右摆动量250mm、上下晃动量200mm；

受电弓弓头宽度：1950mm；

受电弓工作宽度：1450mm；

受电弓工作范围：4950-5500mm;

滑板的最小宽度：1030mm；

滑板数量：2个；

滑板材质：碳；

受电弓静态接触压力：70±10N。

图2 受电弓机构示意图

3.2 41号道岔的结构特征

41号道岔用于中间站跨区间无缝线路的连接。 道岔采用43.090m长的60B40钢轨制造，全长L=140.599m,前端长度a=56.319m,后端长度b =84.280m。为弹性可弯接轨，接轨接端为插接式。

4. 三支无交叉线岔的布置原理

三支无交叉线岔为2条正线间的渡线道岔采用锚段关节式线岔图的接触网布置图。图3中，渡线电分段采用了四跨绝缘锚段关节形式（3#关节），以避免分段绝缘器产生的硬点影响。1#关节和5#关节为四跨非绝缘锚段关节，2#关节和5#关节为五跨非绝缘锚段关节（相邻2支悬挂各形成一个锚段关节）。图中编号②接触悬挂相对于另一正线而言为侧线支接触悬挂，编号③接触悬挂相对于另一正线而言所起作用与编号①作用相同，从B柱到C柱的区域为正线和侧线的转换区域（五跨关节的转换跨）。

图3 三支无交叉线岔平面布置图

当动车组在正线上运行时，受电弓不与编号③接触线接触，但在1#关节和2#关节处与编号②接触线存在转换过渡关系；当列车由正线驶入侧线时，受电弓首先在1#关节处由编号①接触线过渡到编号②接触线，然后再2#关节处（B柱到C柱之间）由编号②接触线过渡到编号③接触线，经过C柱以后完全驶离道岔进入侧线运行；当列车由侧线驶入正线时，受电弓首先在2#关节处（C柱到B柱之间）由编号③接触线过渡到编号②接触线，经过A柱以后在1#关节处再由编号②接触线过渡到编号①接触线，进而完全转入正线运行。

4.1三支无交叉线岔的始触区。由于三支无交叉线岔的重点是“三点”和始触区，它采用辅线、渡线及正线三线无交叉布置的方式，所以在始触区600-1050mm的区域内接触线不得安装任何线夹,包括定位线夹、吊弦线夹、电连接线夹等，交叉吊弦安装在550-600之间，但同时 “三点”的技术参数要满足要求，动车受电弓才可以平稳的从正线过渡到侧线，侧线过渡到正线。

4.2三支无交叉线岔“三点”的确定。无交叉线岔有两个关键定位点和一个等高点。平面布置时,应使侧线接触线和正线线路中心的距离大于两接触线间的距离。以郑西线的1/41号高速单开道岔, UIC 608 Annex 4a受电弓为例,如图3 弓头总宽度1950mm，弓头工作区为1450mm，受电弓最外端尺寸的半宽为725mm,水平摆动量为250mm(考虑350km/h速度),升高后的加宽为125mm。所以受电弓在侧线侧最外端可触及到的尺寸限界为:725+250+125=1100(mm)。郑西线三支无交叉线岔考虑到整个渡线及辅线的长度及道岔布置的对称性,单边采用两根道岔定位柱和两组硬横梁定位,如图4其中其中A点定位处正线拉出值50mm, 辅线居中,渡线拉出值350mm；B点为两内轨间距为800mm属于等高点，正线相对于侧线的拉出值满足1100mm，侧线相对于正线拉出值满足1100mm C点定位处正线拉出值350mm,辅线居中，渡线拉出值为350mm。，因而动车从正线高速通过岔区时,与区间接触网一样正常受流,不会触及侧线接触线,而与侧线接触悬挂无关。

图4 三支无交叉线岔“三点”平面示意图

由上面的分析可知,在受电弓由正线通过时,可以保证侧线接触线与正线线路中心间的距离始终大于受电弓的工作宽度之半加上受电弓的横向摆动量,因而正线高速行车时,受电弓滑板不可能接触到侧线接触线,从而保证了正线高速行车时的绝对安全性,并且在道岔处不存在相对硬点。

4.2.1动车由正线进入侧线线岔时。当机车从正线进入侧线时,在两轨间距为800mm的等高点处。因侧线线路中心相对于正线线路中心拉出值要满足1100mm受电弓滑板不可能接触到正线接触线上，受电弓滑过等高点后，侧线接触线比正线接触线高度又以4/1000坡度开始降低。因而,受电弓可以顺利过渡到侧线接触悬挂上。

4.2.2动车由侧线进入正线线岔时。当机车由侧线进入正线时, 在两轨间距为800mm的等高点处。因正线线路中心相对于侧线线路中心拉出值要满足1100mm受电弓滑板不可能接触到侧线接触线上，受电弓滑过等高点后,受电弓逐渐滑离侧线接触线,同时,侧线接触线高度又以4/1000坡度开始抬高,过等高点后,侧线接触线比正线接触线要高,所以受电弓能够顺利的过渡到正线接触线上。这时,受电弓将逐步脱离侧线接触悬挂而平滑地过渡到正线接触悬挂。

5. 三支无交叉线岔维护调整技术

5.1测量线岔。为掌握线岔技术参数及线岔变化情况，对三支无交叉线岔每季度进行测量一次，根据天气的变化适当增加测量次数。每次对始触区、交叉吊弦、“三点”的技术参数进行测量，如有不满足情况，对此处的导高及拉出值进行调整。

5.2拉出值的调整。如图4 等高点处的拉出值要满足1105mm，调整位置在等高点两侧的关键点，只要A点定位处正线拉出值50mm, 辅线居中,渡线拉出值350mm；B点处正线相对侧线线路中心为1100mm，渡线相对正线线路中心为1100mm；C点定位处正线拉出值350mm,辅线居中，渡线拉出值为350mm。正线拉出值允许偏差±10mm，侧线拉出值允许偏差±20mm。

5.3导高的调整。三支无交叉线岔侧线导线高度的调整应从等高点按着4/1000的坡度向两边顺坡。

5.4吊弦的检调。根据导高的调整预配吊弦的长度，以满足此处接触线的高度。

5.5继续测量线岔。对线岔各点的数据进行测量一遍，看始触区、交叉吊弦、“三点”的数据是否满足设计要求，不合适再次进行调整。

6.结论

本文通过高速取流时受电弓对接触网线岔的技术要求，分析了三支无交叉线岔设计的设计原理和维护的主要方法。在维护的过程中要特别注重对三支无交叉线岔拉出值的调整以及三支无交叉线岔导高平顺性调整的方法，对于高铁日常维护及确保高铁运行安全有着重要的参考价值。

参考文献：

〔1〕王章刊.浅谈接触网无交叉线岔调整.西安：西铁科技，2009（4）

〔2〕王作祥.客运专线影响接触网运行的几个关键环节.北京：电气化铁道，2007（1）

〔3〕于万聚.高速电气化铁路接触网.西南交通大学出版社，2003

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1. 干料团现象

高速铁路板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆(Cement and emulsified asphalt mortar, CA 砂浆)是由乳化沥青、水泥、细骨料、水和外加剂经特定工艺搅拌制得的具有特定性能的砂浆，分为CRTS（ChinaRailway Track System, 中国轨道系统）Ⅰ型和Ⅱ型两种[1, 2]。水泥乳化沥青砂浆采用灌注施工的方法，厚度为30~60mm，起支撑、调节、吸振等作用，是高速铁路系统的关键功能材料之一[3-7]。

新拌CA砂浆为具有较强流动能力、均匀分散的介稳悬浮体[8]。论文格式。其原料采用乳化沥青加干料的双组分模式，即液相原材料均添加于乳化沥青中，而固相的原料均添加于干粉砂浆中，此外，需加入一定量的水以调节砂浆的流动度。由于其含气量、分离度、工作时间等方面的要求，CA砂浆需用特定的搅拌装置并采用特定的搅拌工艺进行拌制。

CA砂浆一般的搅拌工艺为：先加入液料和水，搅拌一定时间；再加入干料；干料加完后高速搅拌一定时间；然后再慢速搅拌一定时间；再取样检测；检测合格后卸料。可笔者在施工过程中发现，施工一段时间之后，原先均匀砂浆中出现了一些小“疙瘩”，将“疙瘩”破碎后可看到灰白色未被润湿的干料，如图1所示。

图1 新拌CA砂浆中出现的干料团

未被搅散的干料团将对CA砂浆的质量产生严重影响。首先，它使砂浆实际的配合比受到影响，因为干料的局部集中将导致其他浆体中干料数量过少；另外，它将影响砂浆的力学性能，其力学的均匀性将因干料局部集中而改变，整体力学性能也将受到影响；此外，它将严重影响砂浆的体积稳定性和耐久性，未被分散的干料团在后期水化导致的体积变化将严重砂浆的体积稳定性，进而对砂浆耐久性产生影响。

2. 原因分析

由于此前并未出现过该现象，基本可以排除这是因搅拌时间不够导致的；另外，通过对原材料进行筛分和肉眼观察等，发现原材料中干料并没有因受潮而出现成团现象。在将这些因素排除后，笔者对砂浆搅拌车进行了观察，发现干料加料口粘料和搅拌机搅拌臂粘料是导致出现干料团的原因，如图2、3所示。

在图2中，干料加料口位于搅拌主机上方，当搅拌机载高速搅拌时，所飞溅起来的浆体将落至干料的加料口，并附在加料口表面。当搅拌下一盘CA砂浆，已通过计量的干粉被螺旋输送至加料口，粘在飞溅起来的CA砂浆表面，并没有完全落入搅拌主机内。随后，随着搅拌导致的振动等，部分干料才落入搅拌主机，但由于这部分干料搅拌时间不够，因此呈干料团状态。在早期，由于加料口较为洁净、平滑，口直径也较大，干料即使被粘住也很快落入搅拌主机中，但随着干料的越积越多，表面变粗糙，口直径也变小（图2），干料将很难短时间掉入搅拌机内。

在图3中，搅拌机采用三加一的叶片模式，叶片在绕搅拌中间的叶片轴转动外，还有主机的中心轴公转。论文格式。在加料时，由于叶片经过干料的加料口，部分料粘在搅拌臂上，随着搅拌臂的转动，部分干料才逐渐落入搅拌机内，而导致分散不均匀，出现干料团。同样在早期，由于搅拌臂较为洁净、平滑，且直径较小，不会出现干料团现象，但随着砂浆在搅拌上的积累与粘附，搅拌臂变粗、变粗糙，而导致了干料团现象。论文格式。

3. 防治措施

在经过干料团出现的原因进行分析后，我们对砂浆搅拌机的加料口和搅拌工艺进行了改进，有效的防止了新拌CA砂浆中干料团，如图4、5所示。

在图4中，笔者对加料口用橡皮套进行了延长，这样做有三个好处，首先，可以避免砂浆飞溅入加料口，而使加料干料结块，粘料甚至堵塞加料口（现场时有发生）；另外橡皮套伸至刚好与搅拌臂保持一定的接触，这样搅拌臂转至橡皮套时，可以拍打橡皮套，而使橡皮套的粘料落下，而不是在搅拌快完成时落下；此外，当橡皮套的永久性结料至一定厚度而影响使用时，只需将其换掉即可，不耽误工期，而不像原先的加料口，当料积至一定厚度必须全部清除才能继续生产。

图5为笔者进行二次高压进水改进后的搅拌臂，从图5可看出，改进后的搅拌臂上已经看不到会灰白色的干料。所谓二次高压进水，是指开始只加入少许水进行拌合，当干料加料完成后，再次加入一定量的水（已通过计量），并以高压的形式加入，以对搅拌主机叶片等进行清洗，这样可以有效地避免搅拌臂、叶片等部位粘料，起到了较好的效果。

此外，当干料因受潮等原因出现结块时，也会出现干料团现象，但此时以上的改进措施将很难防止干料团的出现。在结块程度较轻的情况下，可考虑降低加料速率、延长搅拌时间的方法。若结块程度较严重，废料或将干料过筛，也可起到防止干料团出现的作用。但最好的办法还是应对CA砂浆的原材料进行严格的存放，并缩短干料的存放时间，以防止干料受潮。

4. 结语

CA砂浆是高速铁路的关键功能材料，其好坏关系到高速铁路的成败，尽管目前我国的研究机构和施工单位已对其有较为深入的了解，但由于其复杂性、和敏感性，对其在实际工程的应用尚不能完全掌握，因此应在应用中不断的积累经验并加以改进。

参考文献

[1] 铁道部科学技术司. 客运专线铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件[S].

[2] 铁道部科学技术司. 客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件[S].

[3] COENRAAD E. Recentdevelopment in slab track [J]. European Railway Review, 2003, 9 (2):81-85.

[4] SHIGERU M., HIDEYUKI T.,MASAO U., et al. The mechanism of railway tracks [J]. Japan Railway andTransportation Review, 1998, 3:38-45.

[5] TAKAI H. 40 yearsexperiences of the slab track on Japanese high speed lines [C]// Proc of 1stInt Cof. Valencia: Basque Department of Transport and Public Works EuskalTrenbide Sarea, 2007:234-246.

[6] MURATA O. Overview of recentstructure technology R&D at RTRI[J]. Quarterly Report of RITI (RailwayTechnical Research Institute), 2003, 44 (4):133-135.

[7] KATSUOSHI A. Developmentof slab tracks for Hokuriku Shinkansen line [J]. Quarterly Report of RITI(Railway Technical Research Institute), 2001, 42 (1):35-41.

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ABSTRACT: The anti-skid according the experience to judge the operation of the shaft,and regulated the brake cylinder pressure. As the controlled device is very complex,especially the effect of random factors of wheel rail adhesion coefficient is too much, it is difficult to use the classical control theory to establish control model,this paper uses the fuzzy control theory of anti-skid control model and the simulation analysis,the simulation result shows the antiskid control effect is good.

KEYWORDS：anti-skid；adhesion/creep；fuzzy control；simulation

中图分类号：U260.37 文献标识码：A

1 国内外防滑器的研究现状

防滑器经过几十年的发展，经历了最初的机械式防滑器，后来的电子防滑器，到现在的第三代防滑器――微机控制的防滑器。随着现代科技的发展，如通讯技术、微电子技术、控制技术和网络技术的发展，世界发达国家的铁路客运争先进入了微电子的高速化时代，如日本新干线、德国ICE和法国TGV等，现在国外的高速列车已全部采用微机控制防滑器。

近年来我国防滑器的研制取得了很大的进展，但与国外先进水平还有一定的差距。同时，由于近几年我国铁路发展较快，防滑控制的很多参考条件也发生了很大变化，因此有待对其进行更加深入的研究。

2 轮轨间粘着分析

粘着――宏观上表现为轮轨之间的一种切向力，它是机车牵引与制动得以实现的最重要的物理现象。粘着力就是轮轨接触部分伴随蠕滑所传递的切向力。法国专家的研究成果表明：理想的粘着系数与滑移率的关系曲线具有两个极值点：点和点，如图1所示。

图1 粘着系数与滑移率关系曲线

在微观滑行(蠕滑)区，随着滑移率的增大，粘着系数在点(蠕滑力饱和点)达到极大值，此时滑移率约为1.5%；在宏观滑行区，随着滑移率的增大，粘着系数在点又达到另一个极大值，此时滑移率约为5%～25%。

3 基准速度的确定

（1）轴速检测

防滑控制系统的一切控制与动作都是以精确、灵敏与可靠的速度测量为前提的，通过安装在轴端的速度传感器产生速度脉冲信号，经过滤波、轮径补偿，计算可以得到车轮速度。轴速V按公式（1）计算。

(1)

（2）轮径补偿

为了消除轮对固有的转速差，应对轮径进行补偿。当车速超过13km/h且处于惰行时，将轴重变化较小的牵引电机的速度作为基准速度，并把其它轴的转速与基准速度进行比较，每个轴得到一个轮径修正比例因子，利用该比例因子可以基本消除车轴固有的轮径偏差对计算轴速的影响。

（3）基准速度的确定

在不是所有轮对都发生滑行的情况下，即车轮的减速度在允许的范围内时，比较机车六根车轴的速度，取速度最高者为基准速度。

当粘着条件极差，六根车轴速度都突然下降，此时车轮的最大线速度不能反映车速，这时将用一个替代的减速度来计算车速，直到速度最快的一根轴的速度超过计算的基准速度时，将最快的轴速作为基准速度。

4 防滑控制参数的比较

（1）速度差判据

速度差是车轴速度与基准速度的差值。当机车将要发生滑行时，该轴的转速必然低于其他轴的转速，当速度差达到滑行判断标准时，即认为该轴发生滑行，防滑器对其进行控制。实践表明，车轮在连续滑行时，宜采用速度差判据控制，它需要将所有车轴联系在一起，受速度范围的制约和由于车轮磨耗造成的轮对圆周尺寸的差特别敏感，因此速度差标准的制定很复杂。

（2）滑移率判据

滑移率是某一车轴的速度与基准速度之差值同基准速度的比值。当某一车轴的滑移率达到一定值时便判断为滑行。为了得到最大的轮轨粘着，必须使车轮保持一定的滑移率。滑移率太小，容易造成制动力不足；滑移率太大，又容易导致滑行。因此，一般把滑移率控制作为一个辅助控制。

（3）减速度判据

减速度是车轮速度在单位时间间隔内的变化量，减速度判据与其它轴无关，是独立的标准，它可以弥补速度差基准的不足，可检测出六根轴同时发生滑行的情况。

综上所述，本研究选取滑移率和减速度作为防滑控制参数。

5.防滑控制的MATLAB/SIMULINK实现

（1）求取防滑控制规则

模糊控制是一种基于规则的控制，只要对现场工作人员及专家的经验、知识以及操作数据加以总结、归纳就可以构成控制算法，不需要对控制对象建立精确的数学模型。

根据控制精度的要求，选择滑移率和减速度两个模糊变量的基本论域分别为：滑移率[0，0.26]、减速度[-4，+4]，滑移率量化论域{0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}，减速度的量化论域{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}，滑移率的量化因子K=6/0.26=23.08，减速度的量化因子K=6/4=1.5。

选取制动缸压力的调整量作为输出量U，U的论域[-1，1]，量化论域{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5，+6}，U的量化因子K=6/6=1。

从控制经验出发，用语言形式来表达模糊推理决策如下：

IF (滑移率正大) AND （减速度正大）THEN（制动缸压力调整量负大）……类似于上述推理可得到一系列控制规则，本文共有35条控制规则，汇总成模糊控制规则表，如表1所示。

表1 模糊控制规则表

本文仿真应用MATLAB模糊逻辑工具箱中的模糊控制器(Fuzzy Logic Controller)，将它嵌入到Simulink当中，调用模糊控制文件。通过FIS编辑器，可以确定输入、输出变量的维数，选择所使用的模糊化方法、解模糊方法及运算规则设定等。

（2）防滑控制模型的建立

为了研究防滑控制过程，车轮可简化成如图2所示的模型。

图2车轮受力模型

研究防滑时，只考虑车轮滚动引起的运行阻力和轮轨间滑动的摩擦阻力，忽略其它因素，根据轮轨间的动力关系得：

（2）

即：

式中FB在不同的情况下，取值不同。

根据数学公式建立如图3所示的滑行车轮模型：

图3滑行车轮模型

防滑控制系统仿真模型如图4所示，它由输入变量模块、模糊控制模块、制动缸压力模块、粘着限制和滑行车轮模块组成。

图4防滑控制系统仿真模型

(3)仿真结果及分析

设置整车初速度为200km/h，以一定的减速度减速，滑行车轮的减速度由滑行车轮模型得到，当系统的滑移率和减速度出现偏差时，系统通过调整制动缸压力调整滑移率和减速度，减小偏差，以达到防滑控制的目的。

如图5所示，仿真开始阶段控轮速度与整车速度存在一定的速度差，即存在一定滑行，但相对滑移率在允许的范围内。长时间的微小滑移，会形成滑行，此时，防滑器及时作出反应，通过调整制动缸压力调整制动力，有效防止了滑行。

图5速度曲线

如图6所示，制动缸压力初始调整量为65KPa，并一直作微量调整。当遇到大滑行时，制动缸压力能够大幅调整，当粘着有所改善，制动缸压力能够及时上升，以保证足够大的制动力。

图6制动缸压力调整量

图7制动距离曲线

如图7所示，在200km/h初速下，整车制动距离为1760米，加上3秒空走距离168米，实际制动距离为1928米，满足设计要求的2000m。而被控轮实际制动距离为1828m(1928-1828=100m)，共滑行100m，之所以滑行这段距离，是因为低滑移率时，为了更好地利用粘着，没有对滑移加以控制，从滑移率来看，这段滑行是允许的。

6 结论

本文针对200km/h客运电力机车制动工况，对车轮的受力情况进行分析，建立了车轮的制动动力学受力模型，并在此基础上应用仿真工具MATLAB/Simulink设计仿真模型，并对整个系统进行仿真，在仿真过程中，逐步优化控制规则和参数，从仿真的结果来看，取得了很好的防滑控制效果。

参考文献

[l]刘豫湘，陆缙华，潘传熙 DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统 北京 中国铁道出版社 2005.12.26

[2]张静 MATLAB在控制系统中的应用 北京 电子工业出版社.2007.10 8-130

[3]内田清五.陈贺,李毅,杨弘.日本新干线列车制动系统.北京.中国铁道出版社.2004.2 6-36